All'inizio del XX secolo, nuove scoperte sulla natura della luce contraddicevano i vecchi modelli, creando controversie tra i fisici. Durante quegli anni tumultuosi, scienziati come Max Planck e Albert Einstein svilupparono una moderna teoria della luce. Non solo ha mostrato che la luce si comporta sia come un'onda che come una particella, ma ha anche portato a nuovi modi di pensare all'intero Universo.
Secondo la teoria moderna, la luce ha una duplice natura. Poiché ha le onde, la luce del sole che passa attraverso un temporale lontano crea un arcobaleno. Tuttavia, quando la luce colpisce una cella solare, fornisce energia come una serie di lampi molto piccoli. Le particelle di materia hanno nomi come protone, elettrone e neutrone. Le particelle di luce sono chiamate fotoni; ciascuno è un piccolo fascio discreto la cui energia è determinata dalla lunghezza d'onda della luce: più corta è la lunghezza d'onda, maggiore è l'energia.
Nel 1905, Albert Einstein scoprì che la luce è fondamentale per la struttura dell'Universo, collegandolo allo spazio, al tempo, all'energia e alla materia. Sebbene non lo sperimenti direttamente nella vita di tutti i giorni, gli oggetti si contraggono e diventano più pesanti mentre si muovono vicino alla velocità della luce. Inoltre, per gli oggetti molto veloci, il tempo rallenta rispetto al resto dell'Universo. E con il suo famoso Principio di Equivalenza, E = mc al quadrato, Einstein dimostrò che tutti gli oggetti contengono un'enorme energia; per trovare la quantità di energia, moltiplichi la massa di un oggetto per la velocità della luce, al quadrato.